一种以超声电机驱动的三d打印机的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及一种三D打印机。
【背景技术】
[0002]随着科技的不断发展，三D打印在各大领域都展现着独领风骚的重要作用。在各行各业中都起到了相对的辅助作用。使我们的想象照进现实，增加了我们生活的乐趣，在教育和医学领域中让我们更加的自信。
[0003]三D打印，即快速成型技术的一种，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。打印机打出的截面的厚度(即Z方向)以及平面方向即X-Y方向的分辨率是以dpi (像素每英寸)或者微米来计算的。现有的三D打印机都是传统的电机控制工作的，所以一般情况下需要在电机处设置转换机构。由于转换机构的存在从而影响打印机的响应速度及定位精度。
【发明内容】
[0004]发明目的:为了克服现有的技术中存在的不足，提出一种以超声电机驱动的三D打印机，具有快速响应、精密定位的特性。
[0005]技术方案:为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为:
[0006]—种以超声电机驱动的三D打印机，包括机箱，所述机箱内设有垂直移动机构、横向移动机构、纵向移动机构;所述机箱底部纵向固定有底框架，所述纵向移动机构包括固定在所述底框架上并纵向设置在机箱内的纵向导轨，所述纵向导轨一端固定有第一超声电机，所述纵向导轨上设有纵向滑块，所述纵向滑块通过纵向滚珠丝杆连接第一超声电机;所述垂直移动机构包括固定在所述纵向滑块上并垂直设置在机箱内的垂直导轨，所述垂直导轨顶部固定有第二超声电机，所述垂直导轨上设有垂直滑块，所述垂直滑块通过垂直滚珠丝杆连接超声第二超声电机;所述横向移动机构包括固定在所述垂直滑块上并横向设置在机箱内的横向导轨，所述横向导轨一端固定有第三超声电机，所述横向导轨上设有横向滑块，所述横向滑块通过横向滚珠丝杆连接超声第三超声电机;所述横向滑块底部安装挤出机构，所述挤出机构连接有超声喷码换能器。
[0007]进一步的，所述第一超声电机、第二超声电机、第三超声电机结构相同，均包括定子、转子、输出轴、底座以及与底座相连接的外壳;所述定子安装在底座上，定子下表面粘贴有压电陶瓷，压电陶瓷的引线通过外壳与底座之间预留的缝隙引出；所述转子安装在输出轴上，转子上端面粘贴有阻尼材料，转子下端面粘贴有摩擦材料层并与定子接触;所述输出轴顶端通过上轴承安装在外壳端盖上，输出轴下端通过下轴承定位底座上。
[0008]进一步的，所述超声喷码换能器包括外壳、匹配层、压电陶瓷圆盘换能器、背衬、弓丨出电缆和Cymbal阵列接收器;压电陶瓷圆盘换能器采用厚度方向极化的PZT-5压电材料制成，Cymbal阵列接收器包括8-16只Cymbal换能器。
[0009]进一步的，所述纵向滑块底部安装有加热器，所述机箱上设有恒温器和温度传感器，所述加热器连接恒温器。
[0010]进一步的，还包括限位开关组，所述限位开关组包括两个横向限位开关、两个纵向限位开关和两个垂直限位开关，所述横向限位开关分别固定安装在所述横向滚珠丝杆两端，所述纵向限位开关分别固定安装在所述纵向滚珠丝杆两端，所述垂直限位开关分别固定安装在所述垂直滚珠丝杆两端。
[0011]有益效果:本实用新型将超声电机应用三D打印机上，直接由超声电机在不需要减速装置下与滚珠丝杆连接，驱动各方向的移动机构。由于超声电机的结构特殊性，使其在无需任何外在附件的情况下实现响应速度快，断电自锁，定位精确。进一步的，超声喷码换能器作用距离大于35m，频带宽度达到10kHz，能检测高速移动的远距离目标。由于超声喷码换能器的结构及材料的特殊性，使其产品实现了发热量低、热稳定性好的特性。
【附图说明】
[0012]图1为以超声电机驱动的三D打印机正视结构示意图；
[0013]图2为以超声电机驱动的三D打印机的布局俯视结构示意图。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图对本实用新型作更进一步的说明。
[0015]如图1所示，一种以超声电机驱动的三D打印机，包括机箱，机箱内设有垂直移动机构、横向移动机构、纵向移动机构。机箱底部纵向固定有底框架21，纵向移动机构包括固定在底框架21上并纵向设置在机箱内的纵向导轨20，纵向导轨20—端固定有第一超声电机19，纵向导轨20上设有纵向滑块16，纵向滑块16通过纵向滚珠丝杆18连接第一超声电机19。垂直移动机构包括固定在纵向滑块16上并垂直设置在机箱内的垂直导轨7，垂直导轨7顶部固定有第二超声电机5，垂直导轨7上设有垂直滑块10，垂直滑块10通过垂直滚珠丝杆8连接超声第二超声电机5。横向移动机构包括固定在垂直滑块10上并横向设置在机箱内的横向导轨12，横向导轨12—端固定有第三超声电机9，横向导轨12上设有横向滑块6，横向滑块6通过横向滚珠丝杆11连接超声第三超声电机9;横向滑块6底部安装挤出机构13，挤出机构13连接有超声喷码换能器14。该D打印机还包括限位开关组，限位开关组包括两个横向限位开关、两个纵向限位开关和两个垂直限位开关;横向限位开关分别固定安装在横向滚珠丝杆11两端，纵向限位开关分别固定安装在纵向滚珠丝杆18两端，垂直限位开关分别固定安装在垂直滚珠丝杆8两端。
[0016]其中，第一超声电机19、第二超声电机5、第三超声电机9结构相同，均包括定子、转子、输出轴、底座以及与底座相连接的外壳。定子安装在底座上，定子下表面粘贴有压电陶瓷，压电陶瓷的引线通过外壳与底座之间预留的缝隙引出。转子安装在输出轴上，转子上端面粘贴有阻尼材料，转子下端面粘贴有摩擦材料层并与定子接触。输出轴顶端通过上轴承安装在外壳端盖上，输出轴下端通过下轴承定位底座上。由于超声电机的结构特殊性，使其在无需任何外在附件的情况下实现响应速度快，断电自锁，定位精确等特性。
[0017]超声喷码换能器14包括外壳、匹配层、压电陶瓷圆盘换能器、背衬、引出电缆和Cymbal阵列接收器。压电陶瓷圆盘换能器采用厚度方向极化的PZT-5压电材料制成，Cymbal阵列接收器包括8-16只Cymbal换能器。其作用距离大于35m，频带宽度达到1kHz，能检测高速移动的远距离目标。由于超声喷码换能器的结构及材料的特殊性，使其产品实现了发热量低、热稳定性好的特性。
[0018]该三D打印机还包括控制电路，包括有微处理单元、储存单元、接口单元、驱动单元。储存单元与微处理单元电性连接，接口单元与微处理单元电性连接，驱动单元与微处理单元电性连接。各超声电机与所驱动单元电连接。
[0019]机箱由若干块钣金拼接而成，机箱上设有液晶显示器、观察窗口、恒温器以及温度传感器。纵向滑块16底部安装有加热器17，加热器连接恒温器。
[0020]以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。
【主权项】
1.一种以超声电机驱动的三D打印机，其特征在于:包括机箱，所述机箱内设有垂直移动机构、横向移动机构、纵向移动机构;所述机箱底部纵向固定有底框架(21)，所述纵向移动机构包括固定在所述底框架(21)上并纵向设置在机箱内的纵向导轨(20)，所述纵向导轨(20)—端固定有第一超声电机(19)，所述纵向导轨(20)上设有纵向滑块(16)，所述纵向滑块(16)通过纵向滚珠丝杆(18)连接第一超声电机(19);所述垂直移动机构包括固定在所述纵向滑块(16)上并垂直设置在机箱内的垂直导轨(7)，所述垂直导轨(7)顶部固定有第二超声电机(5)，所述垂直导轨(7)上设有垂直滑块(10)，所述垂直滑块(10)通过垂直滚珠丝杆(8)连接超声第二超声电机(5);所述横向移动机构包括固定在所述垂直滑块(10)上并横向设置在机箱内的横向导轨(12)，所述横向导轨(12)—端固定有第三超声电机(9)，所述横向导轨(12)上设有横向滑块(6)，所述横向滑块(6)通过横向滚珠丝杆(11)连接超声第三超声电机(9);所述横向滑块(6)底部安装挤出机构(I3)，所述挤出机构(I3)连接有超声喷码换能器(14)。2.根据权利要求1所述的一种以超声电机驱动的三D打印机，其特征在于:所述第一超声电机(19)、第二超声电机(5)、第三超声电机(9)结构相同，均包括定子、转子、输出轴、底座以及与底座相连接的外壳;所述定子安装在底座上，定子下表面粘贴有压电陶瓷，压电陶瓷的引线通过外壳与底座之间预留的缝隙引出；所述转子安装在输出轴上，转子上端面粘贴有阻尼材料，转子下端面粘贴有摩擦材料层并与定子接触;所述输出轴顶端通过上轴承安装在外壳端盖上，输出轴下端通过下轴承定位底座上。3.根据权利要求1或2所述的一种以超声电机驱动的三D打印机，其特征在于:所述超声喷码换能器(14)包括外壳、匹配层、压电陶瓷圆盘换能器、背衬、引出电缆和Cymbal阵列接收器;压电陶瓷圆盘换能器采用厚度方向极化的PZT-5压电材料制成，Cymbal阵列接收器包括8-16只Cymbal换能器。4.根据权利要求3所述的一种以超声电机驱动的三D打印机，其特征在于:所述纵向滑块(16)底部安装有加热器(17)，所述机箱上设有恒温器和温度传感器，所述加热器连接恒温器。5.根据权利要求4所述的一种以超声电机驱动的三D打印机，其特征在于:还包括限位开关组，所述限位开关组包括两个横向限位开关、两个纵向限位开关和两个垂直限位开关，所述横向限位开关分别固定安装在所述横向滚珠丝杆(11)两端，所述纵向限位开关分别固定安装在所述纵向滚珠丝杆(18)两端，所述垂直限位开关分别固定安装在所述垂直滚珠丝杆(8)两端。
【专利摘要】本实用新型公共了一种以超声电机驱动的三D打印机，包括设置在机箱内的垂直移动机构、横向移动机构、纵向移动机构。每组移动机构均包括导轨、超声电机、滑块、滚珠丝杆，超声电机通过滚珠丝杆驱动滑块，三轴配合动作来调整超声喷码换能器的位置。本实用新型将超声电机应用三D打印机上，直接由超声电机在不需要减速装置下与滚珠丝杆连接，驱动各方向的移动机构。由于超声电机的结构特殊性，使其在无需任何外在附件的情况下实现响应速度快，断电自锁，定位精确。
【IPC分类】B29C67/00, B33Y30/00, H02N2/10
【公开号】CN205343824
【申请号】CN201620010547
【发明人】苏勋涛, 曹佳雨, 苏裔清
【申请人】江苏紫金东方超声电机有限公司
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年1月7日